自控试题一、填空题1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的2、复合控制有两种基本形式：即按 ； 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制3、PI控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能4、在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 5、动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 5、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 ；在频域分析中采用 7、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。
8、自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 、快速性和 9、控制系统的 称为传递函数一阶系统传函标准形式是 ，二阶系统传函标准形式是 10、在经典控制理论中，可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性11、控制系统的数学模型，取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关12、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 ，横坐标为 13、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为，则该系统的开环传递函数为 14、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有 、 等15、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用 、 、 等方法16.闭环控制系统又称为 系统17.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 相同。
18.一阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 19.控制系统线性化过程中，线性化的精度和系统变量的 有关20.对于最小相位系统一般只要知道系统的 就可以判断其稳定性21.一般讲系统的位置误差指输入是 所引起的输出位置上的误差22.超前校正是由于正相移的作用，使截止频率附近的 明显上升，从而具有较大的稳定裕度23.二阶系统当共轭复数极点位于 线上时，对应的阻尼比为0.70724.PID调节中的“P”指的是 控制器25若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越_ _越好26.对控制系统的首要要求是系统具有 27.利用终值定理可在复频域中得到系统在时间域中的 28.传递函数反映了系统内在的固有特性，与 无关29.若减少二阶欠阻尼系统超调量，可采取的措施是 21.“经典控制理论”的内容是以 为基础的。
二、单项选择题1. 系统和输入已知，求输出并对动态特性进行研究，称为（ c ）A.系统综合 B.系统辨识 C.系统分析 D.系统设计2. 当忽略电动机的电枢电感后，以电动机的转速为输出变量，电枢电压为输入变量时，电动机可看作一个（ d ）A.比例环节 B.微分环节 C.积分环节 D.惯性环节3. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（b ）A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量4.在对控制系统稳态精度无明确要求时，为提高系统的稳定性，最方便的是（ a ）A.减小增益 B.超前校正 C.滞后校正 D.滞后-超前5.在直流电动机调速系统中，霍尔传感器是用作（ b）反馈的传感器A.电压 B.电流 C.位移 D.速度系统已给出，确定输入，使输出尽可能符合给定的最佳要求，称为（ ）A.最优控制 B.系统辨识 C.系统分析 D.最优设计6. 与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（b ）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。
A.输出量 B.输入量 C.扰动量 D.设定量7. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ d ）指标密切相关A.允许的峰值时间 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的稳态误差8. 主要用于产生输入信号的元件称为（b ）A.比较元件 B.给定元件 C.反馈元件 D.放大元件9. 某典型环节的传递函数是，则该环节是（ c ）A.比例环节 B.积分环节 C.惯性环节 D.微分环节10. 时域分析的性能指标，哪个指标是反映相对稳定性的（ d ）A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量11. 如果被调量随着给定量的变化而变化，这种控制系统叫（ b ）A.恒值调节系统 B.随动系统 C.连续控制系统 D.数字控制系统12. 在系统对输入信号的时域响应中，其调整时间的长短是与（ a ）指标密切相关A.允许的稳态误差 B.允许的超调量 C.允许的上升时间 D.允许的峰值时间13. 开环控制系统的的特征是没有（c ）A.执行环节 B.给定环节C.反馈环节 D.放大环节14. 在信号流图中，在支路上标明的是（ d ）A.输入 B.引出点 C.比较点 D.传递函数15. 惯性环节和积分环节的频率特性在（ a）上相等。
A.幅频特性的斜率 B.最小幅值 C.相位变化率 D.穿越频率16. 若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（ b ）A.提高上升时间和峰值时间 B.减少上升时间和峰值时间C.提高上升时间和调整时间 D.减少上升时间和超调量17. 若二阶系统的调整时间长，则说明b（ ）A.系统响应快 B.系统响应慢 C.系统的稳定性差 D.系统的精度差18.在电压—位置随动系统的前向通道中加入（ b ）校正，使系统成为II型系统，可以消除常值干扰力矩带来的静态误差A.比例微分 B.比例积分 C.积分微分 D.微分积分19 .以下说法正确的是（c ）A.时间响应只能分析系统的瞬态响应 B.频率特性只能分析系统的稳态响应C.时间响应和频率特性都能揭示系统的动态特性 D.频率特性没有量纲20.二阶振荡环节乃奎斯特图中与虚轴交点的频率为（b ）A.最大相位频率 B.固有频率 C.谐振频率 D.截止频率 21.系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的（ c ）A.充分条件 B.必要条件 C.充分必要条件 D.以上都不是22.常用的比例、积分与微分控制规律的另一种表示方法是（ d）A.PDI B.PDI C.IPD D.PID23.确定根轨迹大致走向，用以下哪个条件一般就够了（d ）A.特征方程 B.幅角条件 C.幅值条件 D.幅值条件+幅角条件24.下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（c ）A.劳斯判据 B.赫尔维茨判据 C.奈奎斯特判据 D.根轨迹法25.PWM功率放大器在直流电动机调速系统中的作用是（ a）A.脉冲宽度调制 B.幅度调制 C.脉冲频率调制 D.直流调制26. 某环节的传递函数是，则该环节可看成由（ d ）环节串联而组成。
A.比例、积分、滞后 B.比例、惯性、微分 C.比例、微分、滞后 D.比例、积分、微分27. 二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是 （ d ）A.上升时间 B.峰值时间 C.调整时间 D.最大超调量28. 一阶系统G(s)=的放大系数K愈小，则系统的输出响应的稳态值（ c）A.不变 B.不定 C.愈小 D.愈大29. 在用实验法求取系统的幅频特性时，一般是通过改变输入信号的（ b）来求得输出信号的幅值A.相位 B.频率 C.稳定裕量 D.时间常数30.以下关于系统稳态误差的概念正确的是（ b ）A.它只决定于系统的结构和参数 B.它只决定于系统的输入和干扰C.与系统的结构和参数、输入和干扰有关 D.它始终为0三、判断题1、与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速度减小了x,）2、闭环系统可以改造控制对象（√）3、位置随动系统的住反馈环节通常是电流反馈（x,）4、普通车床属于开环控制（√）5、RLC串联电路构成的系统为震荡环节（√）6、传递函数的概念适用于线性定常系统（√）7、经典控制理论中，临界稳定认为系统是稳定的（x）8、一般来讲，如果开环系统增加积分环节，系统的稳定性将变好（√）9、用频域法分析控制系统时，最常用的典型输入信号是正弦函数（√）10、由基本功能组件并联成的PID控制器，其三种控制作用可以独立整定（x）11、根轨迹起始于开环极点终止于开环零点（√）12、开环频域性能指标中的相角裕度对应时域性能指标是稳态误差（x）13、若某最小相位系统的相角裕度，系统稳定（√）14、若某系统的根轨迹有俩个起点位于原点，则说明系统含两个积分环节（x）15、若系统增加合适的开环零点，则会增加系统的信噪比（x）16、PI控制器可使系统的开环传函的型别提高，消除或减小静态误差（√）17、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的中频段（√）18、增加微分环节可以改善系统的精度（x）19、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的响应速度越慢（√）20、一阶系统的阶跃响应无超调（√）四、简答题1. 简要论述自动控制理论的分类及其研究基础、研究的方法。
自动控制理论分为“经典控制理论”和“现代控制理论”，（1分）“经典控制理论”以传递函数为基础（1分），以频率法和根轨迹法为基本方法，（2分）“现代控制理论”以状态空间法为基础，（1分）2.二阶系统的性能指标中，如要减小最大超调量，对其它性能有何影响？要减小最大超调量就要增大阻尼比（2分）会引起上升时间、峰值时间变大，影响系统的快速性3分） 3.在保证系统稳定的前提下，如何来减小由输入和干扰引起的误差？对于输入引起的误差，可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小2.5分）对于干扰引起的误差，可通过在系统前向通道干扰点前加积分增大放大倍数来减小（2.5分）4评价控制系统的优劣的时域性能指标常用的有哪些？每个指标的含义和作用是什么？最大超调量：单位阶跃输入时，响应曲线的最大峰值与稳态值之差；反映相对稳定性；（1分）调整时间：响应曲线达到并一直保持在允许误差范围内的最短时间；反映快速性；（1分）峰值时间：响应曲线从零时刻到达峰值的时间反映快速性；（1分）上升时间：响应曲线从零时刻到首次到达稳态值的时间反映快速性；（1分）振荡次数：在调整时间内响应曲线振荡的次数反映相对稳定性1分）5系统的误差大小和系统中的积分环节多少有何关系？举例说明。
由静态误差系数分析可知，在输入相同的情况下，系统的积分环节越多，型次越高，稳态误差越小（3分）举例说明(2分)略，答案不唯一6.时域分析的性能指标，哪些反映快速性，哪些反映相对稳定性？上升时间、峰值时间、调整时间、延迟时间反映快速性(2.5分)最大超调量、振荡次数反映相对稳定性(2.5分)7计算机控制系统按功能和控制方式可以分为哪几类？计算机控制系统按功能分可以分为数据采集系统；（1分）操作指导控制系统；（1分）监督控制系统；（1分）直接数字控制系统；（1分）按控制方式可以分为开环控制和闭环控制系统（1分）8、微分为什么具有超前调节作用？ 波动来临时，不管波动的幅度有多大，只要波动的速度够大，调节器就会令输出大幅度调整也就是说，波动即将来临的时候，波动的征兆就是被调量的曲线开始上升对于比例和积分作用来说，开始上升不意味着大幅度调节；对于微分作用来说，开始上升就意味着调节进行了，因为“开始”的时候，如果速度上去了，输出就可以有一个大幅度的调整这是超前调节的作用之一(2分) 波动结束后，如果调节器调节合理，一般被调量经过一个静止期后，还会稍微回调一点在被调量处于静止期间，因为微分时间的作用，不等被调量回调，调节器首先回调。
这是微分的超前作用之二(2分)9.如何用试探法来确定PID参数?首先仅选择比例校正，使系统闭环后满足稳定性指标(1.5分)然后在此基础上根据稳态误差要求加入适当参数的积分校正(1.5分)而积分校正的加入往往使系统稳定裕量和快速性下降，再加入适当参数的微分校正以保证系统和稳定性和快速性如此循环达到理想的性能指标(2分)10什么是校正？根据校正环节在系统中的联结方式，校正可分为几类?校正是指在系统增加新的环节以改善系统的性能的方法(2分)根据校正环节在系统中的联结方式，校正可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正三类五、画图题1、画出纯比例作用下的调节曲线（画出TOUT）2、画出纯积分作用下的调节曲线(画出TOUT)3、画出纯微分作用下的调节曲线(画出TOUT) TOUT4、控制系统动态指标常用的单位阶跃响应曲线上的，延迟时间td、上升时间tr、峰值时间tp、调节时间ts、超调量s%sp±Dtr0.5 y(t)td tp01 tst稳态误差5、简要画出二阶系统特征根的位置与响应曲线之间的关系填空答案一、填空题1、给定值2、输入；扰动；3、；； 稳态性能4、箱；水温5、开环控制系统；闭环控制系统；闭环控制系统6、定；劳斯判据；奈奎斯特判据7、； 输出拉氏变换；输入拉氏变换8、稳定性(或：稳，平稳性)；准确性(或：稳态精度，精度)9、输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值； ； (或：) 10、劳斯判据(或：时域分析法)； 奈奎斯特判据(或：频域分析法)11、结构； 参数12、(或：)；(或：按对数分度)13、； 14、微分方程 传递函数 （或结构图 信号流图）（任意两个均可）15、劳思判据 根轨迹 奈奎斯特判据 16、.反馈控制 17、传递函数 18、.时间常数T (或常量) 19.、偏移程度 20.、开环幅频特性 21.、阶跃信号 22.、相位 23.、±45° 24.、比例 25.、远26、稳定性 27、.加速性能 28、0.5 29、相频特性30、传递函数。